CN107505441A - 一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置 - Google Patents
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Abstract
一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，包括仿生鱼主体、仿生鱼动力装置、传感器装置、全球卫星定位装置、360度全景摄像装置、客户端、压水舱、蓄电池；根据仿生学原理设计制造的机器鱼或其他水下机器装置，它安装有动力装置，用于在水中运动；安装有各种传感器，用于水质监测；安装有无线通信设备，用于接收遥控指令、传输环境监测数据、传输照片影像；安装有360度全景摄像装置，拍摄堤岸、水面及水下影像，并存储或实时传输影像。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质监测及分析装置，尤其是一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置。
背景技术
水是关系国民生计的一种重要资源。随着经济社会的发展,水污染问题也越来越突出。环境污染日益严重，水质问题己成为威胁人们健康的重要因素之一。因此水质监测及分析的需求越来越大。
随着农业结构的调整，水产养殖业正从传统的人工养殖逐步向工业化、集约化养殖模式发展。由于集约化水产养殖密度大，当出现水质问题时，往往已经造成了无可挽回的损失，故水质因素成为集约化水产养殖中最为关键的一环。养殖生产成功的关键在于水，只有管好水，养殖的成功才有保障。保持良好的水质环境，水质检测是至关重要的。水质检测的方法有很多，从传统的经验法到化学法再到目前正在推广的仪器法，经历了漫长的三个阶段。
但是现有的水质监测及分析方式需要大量的人工操作，需要专业的监测人员。无法做到及时监测、不能获取水质的动态数据、不能对水域的水质环境进行细致的分析。
发明内容
针对以上所述，本发明的目的在于提供一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，以解决上述问题中的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，包括仿生鱼主体、仿生鱼动力装置、传感器装置、全球卫星定位装置、 360度全景摄像装置、客户端、压水舱、蓄电池；
仿生鱼主体，为水质监测的终端装置，可对目标水域进行水质监测，存储水质监测数据；
仿生鱼动力装置，设置在仿生鱼主体内，为仿生鱼游动提供动力；
传感器装置设在仿生鱼主体上，检测水中的水质参数；
全球卫星定位装置，设在仿生鱼主体上，仿生鱼巡航时，全球卫星定位装置的天线露出水面，为仿生鱼提供全球定位信息；
360度全景摄像装置，设在仿生鱼主体上，拍摄堤岸、水面及水下影像；
客户端，用户与仿生鱼、服务器交互的终端，用户可通过客户端控制仿生鱼进行水质监测、水域巡逻任务；
压水舱，设置在仿生鱼内，用于保持仿生鱼平衡，控制仿生鱼上浮或下潜，同时仿生鱼主体具有多个压水舱，每个压水舱都可以作为水样本采集装置，可以采集多个区域的水样本，存储在压水舱中；并携带水样本返航，以便人工进行深入的水质检测和分析；
蓄电池，设在仿生鱼内，为仿生鱼的电子元件以动力装置提供电能。
优选的，还包括云端服务器，用于保存水环境数据、水产养殖资讯、用户交流信息、用户交易信息、鱼苗采购信息、水产供需信息等的互联网综合服务平台。
优选的，还包括水质监测人工智能模块，用于水产养殖的生产管理；结合互联网水质环境检测的大数据，可对水产养殖的水质提供针对性的优化建议，对水产病害进行预测、诊断和防治，以及辅助水产养殖管理。
优选的，传感器装置检测水中的温度、溶解氧、氨氮、PH值、浊度、导电率、水深度、水底日照强度、悬浮物、BOD、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等环境指标。
优选的，还包括无线通讯设备，设在仿生鱼内，为仿生鱼提供无线通信功能。
优选的，仿生鱼主体内的控制器，采用高速微型处理器及众多外围其中制成，是仿生鱼中央处理器，控制仿生鱼各个单元协同工作。
优选的，还包括无线充电装置，设在仿生鱼内，为仿生鱼的蓄电池进行充电。
优选的，无线充电装置包括水下充电基座，是仿生鱼充电的底座，它安置在靠近岸边的水下，并采用安全电压供电。所述仿生鱼电量低时，可以自动返航，并找准水下充电基座，自动进行充电。
其中，所述仿生鱼是根据仿生学原理设计制造的机器鱼或其他水下机器装置。它安装有动力装置，用于在水中运动；安装有各种传感器，用于水质监测；安装有无线通信设备，用于接收遥控指令、传输环境监测数据、传输照片影像；安装有360度全景摄像装置，拍摄堤岸、水面及水下影像，并存储或实时传输影像。
优选的，还包括安装有避障设备，用于避开水中石块、树木、水草、渔网等障碍物。
所述客户端，用户可以在客户端看到水质监测数据，观看到水域巡逻的影像，观看到仿生鱼拍摄的水底照片及录像资料。用户可以在客户端看到水质的分析结果，看到水质优化的建议、水产病害预测信息、诊断信息及防治措施。用户还可以在客户端看到水产养殖资讯、用户交流信息、用户交易信息、鱼苗采购信息、水产供需信息等。
优选的，所述仿生鱼巡航时，将无线通信天线、全球卫星定位天线、360度全景摄像装置部分露出水面，保证无线通信设备进行正常通信，保证全球卫星定位装置进行正常定位功能，保证360度全景摄像装置可以监视到水面及堤岸影像。
优选的，所述仿生鱼的外壳可设置成光伏电池，通过光伏发电补充能量。
优选的，所述仿生鱼可以自动执行水质监测和巡逻任务。
优选的，所述仿生鱼的摄像装置具有夜视功能，夜晚可以正常工作。
优选的，所述仿生鱼还具有电子围栏功能，用户可沿堤岸划定仿生鱼活动的范围，仿生鱼在水域活动时，不会越过电子围栏靠近堤岸。以防止触碰堤岸、搁浅，或被他人恶意打捞、偷盗、破坏等。
优选的，所述仿生鱼上还设有防水显示屏，用于显示仿生鱼的工作状态、电量，显示压水舱采集样本的经纬度、水深度、采集时间、采集容量等信息。
优选的，所述仿生鱼上还设有呼救灯装置，当仿生鱼被水草、渔网等缠绕困在水下无法解脱时，呼救灯装置亮起，以便用户找到仿生鱼所在位置。
附图说明
图1为仿生鱼侧视图。
图2为仿生鱼顶视图。
图3为电子围栏设置界面示意图。
图4为水质监测界面示意图。
图5遥控界面示意图。
1-仿生鱼 2-无线通信设备3-仿生鱼背鳍 4-全景摄像装置 5-无线通讯天线 6-全球卫星定位天线 7-控制器 8-压水舱 9-动力装置 10-尾鳍 11-蓄电池 12-水质监测传感器 13-探照灯 14-鱼头 15-避障装置 16-仿生鱼胸鳍 17- 无线充电装置 18-防水显示屏 19-客户终端设备 20-电子围栏设置界面 21-水质监测结果显示界面 22-仿生鱼操控界面
2001-堤岸边界 2002-电子围栏边界 2003-地图放大按钮 2004地图缩小按钮2005-电子围栏规划方式设置栏 2006-安全距离设置栏 2007-无线充电基座个数设置栏2008-重新规划电子围栏选项 2009-帮助信息按钮 2010-地图比例尺 2011-无线充电基座位置图标
2101-水质监测时间 2102-水质监测综合评分 2103-查看详细按钮 2104-评价信息 2105-建议信息 2106-水质监测按钮
2201-视角切换按钮 2202-探照灯按钮 2203-录像按钮 2204-拍照按钮 2205-水域地图 2206-仿生鱼的位置标识 2207-无线充电基座的位置标识 2208-左右方向控制操作杆 2209-实时的监控影像 2210-前进控制操作杆
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1-5中，一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，包括仿生鱼1，水质监测的终端设备；无线通信设备2，设置在仿生鱼内，用于无线通信；全景摄像装置4，安装在仿生鱼背鳍3上，360度全景摄像，可拍摄水面、堤岸、水下的影像；无线通讯天线5，安装在仿生鱼背鳍3上，仿生鱼巡航时，无线通讯天线5露出水面，可正常收发无线通信讯息；全球卫星定位天线6，安装在仿生鱼背鳍3上，仿生鱼巡航时，全球卫星定位天线6露出水面，可正常接收定位信息；控制器7，安装在仿生鱼内，控制仿生鱼体各个单元协同工作；压水舱 8，安装在仿生鱼内，可定量吸入水、排除水，用于实现仿生鱼下潜、上浮，还用于采集水样本；动力装置9，安装在仿生鱼尾部，仿生鱼游动、转向的动力输出；尾鳍10，安装在仿生鱼尾部，使仿生鱼保持稳定，控制仿生鱼运动方向，产生前进的推动力；蓄电池11，安装在仿生鱼内，储存电能，并为仿生鱼的电子设备和动力装置提供电能；水质监测传感器12，安装在仿生鱼头部14，用于监测水质参数；探照灯13，安装在仿生鱼头部14，用于水下照明；避障装置15，安装在仿生鱼头部14，用于检测水中的障碍物；仿生鱼胸鳍16，安装在仿生鱼上，用于保持仿生鱼平衡，并辅助仿生鱼运动；无线充电装置17，安装在仿生鱼胸鳍内，为蓄电池充电；防水显示屏18，安装在仿生鱼背部，用于显示仿生鱼工作状态、电量等信息。
优选的，仿生鱼胸鳍16上表面及仿生鱼背部，覆盖光伏电池，通过光伏发电补充能量。
在一些实施方式中，仿生鱼的动力装置还可设计成螺旋桨。
客户终端设备19，包括手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等，用户与仿生鱼交互、用户与服务器交互的平台。
图3示意性地显示了本发明的一种实施方式的手机客户端电子围栏设置界面的示意图。
如图3所示，堤岸边界2001，是水域的堤岸，用户持仿生鱼1，沿堤岸走一圈，即可规划出堤岸边界；电子围栏边界2002，是仿生鱼活动的安全边界，堤岸边界2001向内一定距离是电子围栏边界，仿生鱼在水中游动时，不会越过电子围栏边界而靠近堤岸；
地图放大按钮2003，用于放大水域地图；地图缩小按钮2004，用于缩小水域地图；电子围栏规划方式设置栏2005，用于设置电子围栏规划方式；安全距离设置栏2006，用于设置仿生鱼距离堤岸的安全距离；无线充电基座个数设置栏2007，用于设置无线充电基座的个数；重新规划电子围栏选项2008，用于重新规划电子围栏；帮助信息按钮2009，用于查看帮助信息；地图比例尺2010，标定水域地图的比例尺；无线充电基座位置图标2011，指示无线充电底座位置。
图4示意性地显示了本发明的一种实施方式的手机客户端水质监测结果显示界面的示意图。
如图4所示，水质监测时间2101，显示最近一次监测水质的时间；水质监测综合评分2102，根据水质监测的各项数据得出的综合评分；查看详细按钮2103，查看水质监测的详细数据按钮；评价信息2104，水质监测结果的评价信息，根据水质监测的综合评分，给出该水域水质在全国的排名；建议信息2105，水质改善的建议信息；水质监测按钮2106，立即进行水质监测的按钮。
图5示意性地显示了本发明的一种实施方式的手机客户端仿生鱼操控界面的示意图。
如图4所示，视角切换按钮2201，用于切换监控的视角；探照灯按钮2202，用于打开或关闭探照灯，录像按钮2203，用于开启或关闭录像；拍照按钮2204，用于控制拍照；水域地图2205，显示水域的地图；仿生鱼的位置标识2206，显示仿生鱼在地图上的位置；无线充电基座的位置标识2207，显示无线充电基座在地图上的位置；左右方向控制操作杆2208，控制仿生鱼运动的方向；实时的监控影像2209，显示仿生鱼拍摄的实时影像；前进控制操作杆2210，控制仿生鱼前进或停止。
本实施中，本发明可以工作在湖泊、河流、水库、水族馆、海洋馆、博物馆等水域中，进行水质监测。
本实施中，所述水质监测终端可以设计制作成其他外形的水下机器人。
以上仅为本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可进行若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。
Claims (10)
1.一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：包括仿生鱼主体、仿生鱼动力装置、传感器装置、全球卫星定位装置、360度全景摄像装置、客户端、压水舱、蓄电池；
仿生鱼主体，为水质监测的终端装置，可对目标水域进行水质监测，存储水质监测数据；
仿生鱼动力装置，设置在仿生鱼主体内，为仿生鱼游动提供动力；
传感器装置设在仿生鱼主体上，检测水中的水质参数；
全球卫星定位装置，设在仿生鱼主体上，仿生鱼巡航时，全球卫星定位装置的天线露出水面，为仿生鱼提供全球定位信息；
360度全景摄像装置，设在仿生鱼主体上，拍摄堤岸、水面及水下影像；
客户端，用户与仿生鱼、服务器交互的终端，用户可通过客户端控制仿生鱼进行水质监测、水域巡逻任务；
压水舱，设置在仿生鱼主体内，用于保持仿生鱼平衡，控制仿生鱼上浮或下潜，同时仿生鱼主体具有多个压水舱，每个压水舱都可以作为水样本采集装置，可以采集多个区域的水样本，存储在压水舱中；并携带水样本返航，以便人工进行深入的水质检测和分析；
蓄电池，设在仿生鱼主体内，为仿生鱼主体的电子元件以动力装置提供电能。
2.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：还包括云端服务器，用于保存水环境数据、水产养殖资讯、用户交流信息、用户交易信息、鱼苗采购信息、水产供需信息等的互联网综合服务平台。
3.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：还包括水质监测人工智能模块，用于水产养殖的生产管理；结合互联网水质环境检测的大数据，可对水产养殖的水质提供针对性的优化建议，对水产病害进行预测、诊断和防治，以及辅助水产养殖管理。
4.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：传感器装置检测水中的温度、溶解氧、氨氮、PH值、浊度、导电率、水深度、水底日照强度、悬浮物、BOD、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物环境指标。
5.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：还包括无线充电装置，设在仿生鱼内，为仿生鱼的蓄电池进行充电；无线充电装置包括水下充电基座，是仿生鱼充电的底座，它安置在靠近岸边的水下，并采用安全电压供电；所述仿生鱼电量低时，可以自动返航，并找准水下充电基座，自动进行充电。
6.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：还包括安装有避障设备，用于避开水中石块、树木、水草、渔网障碍物。
7.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：所述客户端，用户可以在客户端看到水质监测数据，观看到水域巡逻的影像，观看到仿生鱼拍摄的水底照片及录像资料；用户可以在客户端看到水质的分析结果，看到水质优化的建议、水产病害预测信息、诊断信息及防治措施；用户还可以在客户端看到水产养殖资讯、用户交流信息、用户交易信息、鱼苗采购信息、水产供需信息。
8.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：所述仿生鱼巡航时，将无线通信天线、全球卫星定位天线、360度全景摄像装置部分露出水面，保证无线通信设备进行正常通信，保证全球卫星定位装置进行正常定位功能，保证360度全景摄像装置可以监视到水面及堤岸影像。
9.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：所述仿生鱼还具有电子围栏功能，用户可沿堤岸划定仿生鱼活动的范围，仿生鱼在水域活动时，不会越过电子围栏靠近堤岸。
10.根据权利要求1所述的一种通过互联网进行水质监测及分析的仿生鱼装置，其特征在于：所述仿生鱼主体上还设有呼救灯装置，当仿生鱼被水草、渔网等缠绕困在水下无法解脱时，呼救灯装置亮起，以便用户找到仿生鱼所在位置。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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